人工智能在當今社會的各行各業(yè)都發(fā)揮著越來越重要的作用。人工智能已經上升到了國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，是對當前社會發(fā)展影響巨大的新興學科之一。2018年，致世界人工智能大會的賀信指出：新一代人工智能正在全球范圍內蓬勃興起，為經濟社會發(fā)展注入了新動能，正在深刻改變人們的生產生活方式。2025年，政府工作報告提出，持續(xù)推進人工智能 行動。對于人工智能人才的培養(yǎng)是重中之重。2025年4月25日，二十屆中共中央政治局第二十次集體學習強調：推進人工智能全學段教育和全社會通識教育，源源不斷培養(yǎng)高素質人才。人工智能是當今每個大學生以及從業(yè)人員都必須關注、學習、重視的知識和技能。許多高校都已陸續(xù)開設了人工智能通識課程，旨在讓該技術能夠與現有的學科和產業(yè)相結合，形成新工科、新醫(yī)科、新農科、新文科。2024年2月27日，南京大學發(fā)布了2024年9月面向全體本科新生開設的人工智能通識核心課程體系總體方案，在全國高校首開先河。2024年6月，浙江大學人工智能教育教學研究中心發(fā)布了《大學生人工智能素養(yǎng)紅皮書》，提出了大學生人工智能素養(yǎng)的構成內涵、培養(yǎng)的目標與愿景以及培養(yǎng)的載體、行動與策略。具體而言，人工智能是一門研究如何使計算機能夠像人一樣思考、學習和解決問題的科學與技術。它涵蓋了多個領域，包括機器學習、神經網絡、自然語言處理、計算機視覺、專家系統(tǒng)、智能控制、智能代理、群體智能、數據挖掘、機器人等，目標是使計算機能夠執(zhí)行復雜的認知任務，進而模擬人類的智能行為。因此，人工智能是一門極其富有挑戰(zhàn)性的交叉學科。如何開展人工智能素養(yǎng)教育，上好人工智能通識課是一個重要的課題。本書為此進行了探索和實踐。與已有的大多數人工智能通識教材不同，本書在設計理念、內容組織、輔助資源等方面具有鮮明的特色和優(yōu)勢。1．設計理念先 進本書的內容設計基于對Education（教育）一詞的深刻理解。Education一詞源自拉丁語 educare 和 educere，這兩個詞根共同揭示了教育的深層含義：E-（或ex-）意為向外或出，強調一種由內而外的過程；ducere（動詞）或ducare（反復動作）意為引導或帶領。其詞根還可延伸為發(fā)展培養(yǎng)或塑造。這一詞源包含兩重核心意義。1）引導內在的智慧：Educere（E ducere）意為向外引導，強調教育是幫助學習者從自身出發(fā)，發(fā)展獨立思考、創(chuàng)造力與解決問題的能力。類似蘇格拉底的產婆術（通過提問引導學生發(fā)現真理）�，F代教育理念強調以學生為中心，注重啟發(fā)而非填鴨。2）培養(yǎng)與塑造：Educare（E ducare）更側重于反復訓練或培養(yǎng)，體現教育需要通過系統(tǒng)化的方法（如知識傳遞、技能訓練、價值觀建立）來塑造完整的人格。因此，教育的本質是通過外在的引導，激發(fā)人內在的潛能，而非單純灌輸知識。Educare鮮明地表明了教育的雙向性。? 向外引導：尊重個體的獨特性，激發(fā)主動探索。? 向內培養(yǎng)：提供必要的知識框架與社會規(guī)范。本書的內容設計還基于對蘇格拉底式提問在AI時代的創(chuàng)新應用。AI時代，人們通過與AI的互動問答可以很快獲得想要的知識，因此擁有多少知識已經沒有什么優(yōu)勢，但是，學會向AI提問的技巧以及辨別問題的層級，將會成為學習者的明顯優(yōu)勢。為此，本書創(chuàng)設了問題鏈引導思維鏈的設計理念。學習者可以根據本書已經設計的問題鏈（學習路徑），通過在問題回答過程中輔以教師的引導和幫助，并借助于AI的支持以及課程教學資源的支持，進行充分的師-生-機互動，在問答迭代過程中形成符合思維發(fā)展過程的問題鏈。問題鏈是指彼此關聯而有序的主問題串，通過層層遞進的問題鏈引導學生思考逐步深入。從形式上看，問題鏈是環(huán)環(huán)相扣、層層遞進的。環(huán)環(huán)相扣強調關聯性，層層遞進強調遞進性。從內容上看，問題鏈是圍繞案例問題的一系列具有邏輯結構的子問題鏈，問題鏈將問題情境與教學目標緊緊鏈接在一起。設計問題鏈的核心目的是通過有邏輯結構的問題群，引導學生進行邏輯思考、高階思維，促進學生深度理解。在問題鏈的形成過程中，一方面，知識性問題逐步被解決；另一方面，知識內容逐漸被連接而形成體系，并可以被映射為解決問題的思維鏈。學習者在與教師和AI的互動問答迭代過程中逐步構建起思維鏈，學習者的思維能力在潛移默化中得到了提升。教師當然是問題鏈引導思維鏈的關鍵，除此以外，教材及其配套資源的支持、生成式人工智能的支持也起到了重要作用。2．內容組織系統(tǒng)基于以上介紹的教材內容設計理念，本書與絕大部分已有教材普遍偏重講解人工智能技術與原理（有的僅圍繞AIGC展開）不同，是從人工智能素養(yǎng)培育的層面組織內容。本書給出的對于人工智能素養(yǎng)的理解是：個體在人工智能時代所應具備的認知、能力和態(tài)度，它涵蓋了對人工智能技術的理解、應用以及對其社會影響的思考和應對能力。為此，首先本書從框架體系上分為技術與原理篇和實踐與創(chuàng)新篇兩大部分。技術與原理篇圍繞人工智能及其相關技術，包括數據獲取依賴的互聯網與物聯網，數據處理相關的大數據與云計算，由數據分析產生的人工智能，與人工智能緊密相關的機器學習與深度學習、大語言模型與生成式人工智能、智能體、元宇宙與區(qū)塊鏈等新技術和新應用。實踐與創(chuàng)新篇內容包括信息搜集與分析、數據圖文制作、知識管理、寫作與演講文檔制作，以及綜合實踐：智慧教育等人工智能的應用，這5個部分與學生參與的大學生創(chuàng)新訓練項目、畢業(yè)論文等實踐創(chuàng)新，以及教師的教學和研究密切相關，能夠很好地為學習者參與這些活動提供指導和幫助。同時，每一章均設有思考與實踐，引導學習者不要僅停留在人工智能知識的學習和理解層面，還要不斷思考技術的應用，進而發(fā)現應用中的問題，并思考如何解決，從而提升人工智能技術的應用能力。同時，本書還設置了一章人工智能通識概述，從信息素養(yǎng)和數字素養(yǎng)概念演變開始介紹，進而介紹人工智能素養(yǎng)以及人工智能通識教育和人工智能通識課。人工智能通識教育是人工智能素養(yǎng)培育的重要內容，而人工智能通識課又是人工智能通識教育的重要基礎。這一章可以讓學習者對人工智能技術的學習有更加全面和深刻的理解。此外，本書還專門設置了一章人工智能安全，采用多維度的安全觀，幫助讀者超越傳統(tǒng)技術思維，將哲學倫理、法律規(guī)范、社會治理納入考量框架。學習人工智能安全知識，既是防范技術風險的必修課，更是把握智能文明發(fā)展方向的指南針，幫助讀者在享受技術紅利的同時，守住人類文明的倫理底線與發(fā)展根基。3．課程思政教育貫穿全書人工智能是最需要也是最能體現課程思政的領域。本書重視課程思政元素的挖掘，充分體現課程思政要求，發(fā)揮通識課程育人效果。本書作者是江蘇省首批課程思政示范課的主持人，具有豐富的課程思政實踐經驗。作者挖掘并在本書中融入的思政元素包括家國情懷與責任擔當、職業(yè)道德與倫理規(guī)范、科學精神與創(chuàng)新意識、團隊合作與溝通能力、人類命運共同體意識等。4．輔助資源多維本書每一章中，每個小節(jié)均設有若干學習任務，配合問題鏈，引導學習者深入思考并實踐；設有應用實踐環(huán)節(jié)，配有思考與實踐，幫助學習者舉一反三，進一步鞏固所學知識，并拓展應用能力。還給出了思考與實踐的詳細解答，非常有助于學習者自主學習和能力提升。本書為各章教學重點和難點錄制了微課視頻，讀者可以掃描書中的二維碼，與在線開放課程資源無縫銜接，免費觀看微課視頻。豐富的配套資源使得教材的內容得到動態(tài)擴展和及時更新，有效支撐教師開展翻轉課堂和學生深度學習。本書已經建成書網一體化的在線開放課程資源。通過封底給出的資源獲取方式，教師可以下載獲得以下配套資源：1）PPT課件。2）書中涉及的源代碼（可在Python運行環(huán)境下打開運行）。3）微課教學視頻。4）拓展閱讀資料。5）學習資源鏈接。6）思考與實踐參考解答。7）Python編程基礎。本書微課視頻二維碼的使用方式：1）刮開教材封底處的刮刮卡，獲得兌換碼。2）關注微信公眾號天工講堂，選擇我的-使用。3）輸入兌換碼和驗證碼，選擇本書全部資源并免費結算。4）使用微信掃描教材中的二維碼觀看微課視頻。本書由陳波和于泠執(zhí)筆完成，魏閆龍、楊啟航、鮑姝宇、葛寅輝參與完成了部分章節(jié)的資料搜集及實驗初稿。在本書寫作過程中，查閱和參考了大量的文獻和資料，限于篇幅，未能在書后的參考文獻中全部列出，在此一并致謝。同時，本書也利用DeepSeek、Kimi等AI工具拓展寫作思路，進行了部分文字的潤色，以體現本書涉及人工智能內容的特色和優(yōu)勢。本書面向本科、職業(yè)院校各專業(yè)所開設的人工智能通識課，旨在讓各專業(yè)學生了解人工智能及其相關技術和基本原理，并能夠靈活地選擇人工智能方案來輔助完成從信息搜集分析到智慧教與學等多種任務。本書對于教師提升人工智能素養(yǎng)、運用人工智能開展教學工作也有很強的指導意義。由于人工智能技術發(fā)展迅速，編者能力和水平有限，書中難免有疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。為了讓讀者能夠直接訪問相關資源進行學習，書中加入了大量鏈接，雖然已對鏈接地址進行認真確認，但是可能由于網站的更新變化而不能訪問，請予諒解。